可重复使用运载器机翼外形优化

研究了有翼可重复使用运载器机翼平面外形参数优化设计问题。在高超声速配平和低速水平着陆性能等约束条件下,利用混合遗传算法和粒子群优化算法来选择最优机翼外形参数,使机翼重量最小化。在已知的不同质心位置下求得相应的最小重量机翼外形。亚声速气动力采用面源法计算,高超声速气动力采用修正的牛顿流理论计算。为了降低计算耗费,使用均匀设计和逐步回归方法建立了低速气动力回归模型。整个优化过程在Matlab集成环境下完成。

面向绿色航空的客机机翼外形和飞行条件设计

从环境影响、航空公司运营、乘客体验多个角度,基于多学科分析框架,提出综合研究机翼参数和飞行条件对进场噪声、起降循环期间污染气体排放量、温室气体总排放量、直接运营成本和航时等性能的影响。分析表明,减少襟翼开缝有助于降低噪声,但需要增大机翼面积来弥补气动性能损失;降低巡航高度可以降低温室气体排放量,却伴随着直接运营成本和航时的增加;加大进场坡度可以降低进场噪声和起降循环的排放量。综合经济性和环保性进行多目标优化,获得了两种典型的飞机构型及对应的飞行条件。

基于三维光栅扫描仪机翼外形检测方法的研究

为提高飞机气动外形的检测精度,提出采用非接触式三维光栅投影法,使用COMET6三维光栅扫描仪,对机翼外形检测方法进行研究与应用。试验表明,采用三维光栅投影法能够快速准确地实现机翼外形检测,并通过对检测结果所出现的问题进行分析,为后续型号检测工作的开展提供数据支持与参考依据。

基于激光测量的机翼外形检测

传统的机翼外形检测方法精确度较差,且只能定性地说明机翼外表面形状是否满足设计要求,无法定量及准确描述机翼外表面位置是否处在数模所规定的正确位置上。针对生产中的这种情况,采用激光雷达对机翼的外形进行检测,可以定量说明,同时避免订制工装,极大地减少了生产准备时间。

考虑气动弹性影响的机翼复杂气动外形设计研究

根据气动-结构一体化设计思想,结合机翼在真实飞行条件下受到气动载荷产生弹性变形的问题,进行了一种考虑静气动弹性影响的复杂机翼气动外形反设计方法研究。气动载荷及机翼结构弹性变形由基于非结构网格的三维Euler方程耦合结构力学平衡方程求解得到;用Takanashi余量修正方法作为机翼反设计方法,进行"复杂机翼气动弹性分析-简单光滑机翼反设计"循环迭代设计。以某型带有挂架及翼梢小翼的支线飞机大展弦比机翼作为设计算例,设计结果表明发展的设计方法是可行的,具有很高的工程实践意义和实用性。

大展弦比机翼气动外形设计方案研究

根据传统机翼气动外形设计的方案,结合CAD与CFD软件,本文提出了一套机翼气动外形设计流程,包括翼型选择、机翼平面参数确定、建立三维机翼外形模型、流场网格划分和典型飞行条件下的气动计算等多个部分。依据该流程,完成了一个满足设计指标的无人机大展弦比机翼外形的设计,充分说明了该机翼气动外形设计流程的技术可行性。

不同外形建模方法对机翼气动特性的影响

飞机设计和制造过程中外形建模方法对飞机气动特性有较大影响。针对一种大型商用飞机机翼外形方案,基于样条曲线曲面理论,以内外翼整体或分段造型、调整曲面特征截面数量等不同方法进行三维外形建模,同时借助CFD数值计算得出巡航状态下各外形的气动参数,对比分析几种建模方法对机翼外形和气动特性的影响,并总结出一些关于飞机机翼外形建模的基本原则,对飞机设计和制造工程有一定参考价值。

基于展向参数主动控制的机翼外形设计方法

传统的机翼外形设计方法包括平面形状设计和关键剖面翼型控制,但有限的机翼剖面翼型无法完全控制机翼参数沿展向的完整分布。以主动控制机翼参数沿展向分布规律为出发点,基于CATIA中创成式曲面设计模块,提出了一种新的机翼外形设计方法。在所展示的建模实例中,实现了对机翼弦长、几何扭转角、翼型厚度等参数沿展向分布规律的主动控制。建模结果显示,与传统的机翼外形设计方法相比,获得了理论弦曲面和理论前后缘曲线,而非理论弦平面和理论前后缘直线,同时得到前后缘线以外的其余n条展向引导线。该方法可以很容易地推广到对后掠角、最大厚度、最大弯度等参数沿展向分布的主动控制,具有工程应用价值。

某超轻型飞机的方案设计探讨

超轻型飞机具有轻便、安全、使用要求低、能在草地短距起降、易于操作、价格便宜等特点,可广泛应用于农林牧业、勘探、航空摄影、航空运动和旅游等,是通用航空技术发展的方向之一。文章完成了飞机的方案设计,将来下一阶段的设计会结合文章内的数据继续进行。

基于CATIA VB二次开发的机翼几何外形参数化建模研究

对于机翼参数化建模方法,利用Visual Basic进行CATIA二次开发,实现机翼的外形参数化建模。本文着重对基于CST的翼型参数化建模方法进行了研究,在生成的界面中输入相应设计参数:根弦长、翼展、前缘后掠角、后缘后掠角、翼型数据文件和翼型参数,如控制点处翼型上下表面相对厚度等。通过运行编写的Visual Basic的程序,自动在CATIA中生成机翼外形模型,从而实现了机翼模型的快速自动生成和修改,为CFD软件进行机翼气动分析和对机翼与翼型进行气动外形优化提供模型。

基于Ko位移理论的变体结构大变形精确重构方法研究

变体飞行器是指机翼在翼展、面积、弦长等几何结构尺寸方面发生显著变化,使得飞行环境在大范围内(比如巡航、极高速飞行、快速俯冲、大迎角机动等)变化时,可以实现机翼外形和表面结构的重组,以适应监测到的飞行条件变化,获得最佳的气动和气弹特性(图1)。理想的变体机翼应当能够感知周围的环境,并且调整形状以便在各种不同的飞行条件下优化运行。